可控硅元件—可控硅元件的结构和型号

可控硅元件

可控硅元件—可控硅元件的结构和型号

一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T。又由于晶闸管最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。
在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。
可控硅的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。
可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。
可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。
一、可控硅元件的结构和型号
1、结构
不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。见图1。它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制极G，所以它是一种四层三端的半导体器件。
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图1、可控硅结构示意图和符号图
2、型号
目前国产可控硅的型号有部颁新、旧标准两种，新型号将逐步取代旧型号。
表1 KP型可控硅新旧标准主要特性参数对照表

参数/序号

部颁新标准（JB1144-75）

部颁旧标准（JB1144-71）

KP型右控硅整流元件

3CT系列可控硅整流元件

1
额定通态平均电流（IT（AV））
额定正向平均值电流（IF）

2
断态重复峰值电压（UDRM）
正向阻断峰值电压（UPF）

3
反向重复峰值电压（URRM）
反向峰值电压（VPR）

4
断态重复平均电流（IDR（AV））
正向平均漏电流（I）

5
反向重复平均电流（IRR（AV））
反向平均漏电电流（IRL）

6
通态平均电压（UT（AV））
最大正向平均电压降（VF）

7
门极触发电流（IGT）
控制极触发电流（Ig）

8
门极触发电压（UGT）
控制极触发电压（Vg）

9
断态电压临界上升率（du/dt）
极限正向电压上升率(dV/dt）

10
维持电流（IH）
维持电流（IH）

11
额定结温（TjM）
额定工作结温（Tj）
KP型可控硅的电流电压级别见表2
表2 KP型可控硅电流电压级别

额定通态平均
电流IT（AV）（A）
1，5，10，20，30，50，100，200，300，400，500，600，700，800，100

正反向重复
峰值电压UDRM，
URRM（×100）（V）
1～10，12，14，16，18，20，22，24，26，，28，30

通态平均电压
UT(AV)(V)

A

B

C

D

E

F

G

H

I

≤0.4

0.4～0.5

0.5～0.6

0.6～0.7

0.7～0.8

0.8～0.9

0.9～1.0

1.0～1.1

1.1～1,2
示例：
（1）KP5-10表示通态平均电流5安，正向重复峰值电压1000伏的普通反向阻断型可控硅元件。
（2）KP500-12D表示通态平均电流500安，正、反向重复峰值电压1200伏，通态平均电压0.7伏的业通反向阻断型可控硅元件。
（3）3CT5/600表示通态平均电流5安，正、反向重复峰值电压600伏的旧型号普通可控硅元件。